Способ магнитной сепарации и магнитный сепаратор для его осуществления

Изобретение относится к технике для обогащения полезных ископаемых на горно-обогатительных предприятиях. Способ магнитной сепарации включает подачу пульпы в рабочую зону сепаратора двумя потоками технологических промпродуктов различного качества. Питание в рабочую зону сепаратора подают дифференцированно с двух сторон. Материал с пониженным содержанием железа подают навстречу вращению барабана, в то время как материал с повышенным содержанием железа подают по направлению вращения барабана. Магнитный сепаратор включает установленный с возможностью вращения немагнитный барабан. В нем расположена магнитная система, ванна и приемники для немагнитного и магнитного продуктов. В сепараторе имеются два загрузочных приспособления: противоточное загрузочное приспособление и прямоточное загрузочное приспособление. Технический результат заключается в повышении качества магнитного продукта, а также в упрощении компоновочных решений при подводе питания сепарации с разных сторон. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области магнитного обогащения полезных ископаемых и может быть использовано в черной металлургии на обогатительных фабриках, перерабатывающих магнетитовые руды.

Целью изобретения является повышение чистоты магнитного продукта за счет повышения избирательности сепарации путем раздельного подвода питания в рабочую зону сепаратора.

Известен способ магнитной сепарации, описанный в устройстве для магнитной сепарации, включающий подачу пульпы в рабочую зону - пространство между дном ванны и вращающимся немагнитным барабаном с размещенной внутри магнитной системой из постоянных магнитов. Устройство для магнитной сепарации - магнитный сепаратор содержит также загрузочное приспособление, приемник для магнитного продукта и приемник для немагнитного продукта [1]. Известны магнитные сепараторы, по способу подачи питания относительно направления вращения барабана, отличающиеся конструкцией ванны, а именно: с прямоточной, противоточной и полупротивоточной ванной [2, 3]. Типы ванн известных конструкций приведены на Фиг.1.

В таблице приведены параметры этих типов ванн.

Тип ванны	Способ подачи питания в рабочую зону	Длина зоны транспортирования и перечистки концентрата в % к общей длине магнитной системы
Прямоточный	подача на некотором расстоянии от барабана по направлению его вращения	51,54
Полупотивоточный	подача непосредственно на транспортирующую поверхность барабана снизу	45,45
Противоточный	подача непосредственно на транспортирующую поверхность барабана против направления его вращения	30,3

Сепаратор с противоточной ванной имеет укороченную зону транспортирования (в 1,2-1,8 раза короче).

Сепаратор с прямоточной ванной имеет более благоприятную систему загрузки исходного продукта в сепаратор - на некотором расстоянии от барабана снижающую механический захват в магнитный продукт нерудных частиц.

Сепаратор с полупротивоточной ванной предназначен для обогащения тонкоизмельченного материала, повышение плотности и крупности питания могут вызвать забивание ванны сепаратора [3].

Общим недостатком этих способов и устройств для магнитной сепарации является наличие в аппарате одного загрузочного устройства, что в условиях действующего производства сопряжено с необходимостью сложных компоновочных решений пространственного расположения транспортных желобов, по которым на сепаратор подают питание, в тех случаях, когда на сепарацию направляется два различных продукта для совместного его разделения.

Кроме того, недостатком данных способов и устройств для магнитной сепарации является низкая эффективность очистки магнитного материала от раскрытой пустой породы, что снижает качество концентрата и приводит к нежелательному вовлечению раскрытой пустой породы в дальнейший процесс измельчения [4, 5].

Эти недостатки вызваны следующими причинами.

Скорость флокуллообразования при вхождении питания в рабочую зону сепаратора очень высока, это приводит к механическому захвату частиц пустой породы магнитными прядями и вынос их в магнитный продукт. Для сепаратора с противоточной ванной добавляется еще и укороченная зона транспортирования, значичельно сокращающая возможность очистки притянутого к поверхности барабана материала от захваченного немагнитного (нерудного).

Задачей предложенного технического решения является повышение качества магнитного продукта за счет эффективного отделения пустой породы, а также упрощение компоновочных решений при подводе питания сепарации с разных сторон.

Это достигается тем, что в способе магнитной сепарации с целью повышения чистоты продукта посредством раздельной обработки двух различных составляющих питания сепаратора, последнее, представленное двумя потоками технологических промпродуктов различного качества, подается в рабочую зону сепаратора дифференцированно с двух сторон, причем материал (питание), с пониженным содержанием железа подается навстречу вращению барабана, в то время как материал (питание) с повышенным содержанием железа подается по направлению вращения барабана, при этом напряженность магнитного поля на прямоточном участке может быть понижена до 10-70 кА/м, в то время как на противоточном участке напряженность равна 70-120 кА/м, кроме того, магнитная система на участке прямоточной загрузки может быть выполнена из постоянных магнитов без чередования полюсов по ходу движения барабана (однополюсной), помимо этого скорость вращения барабана сепаратора может быть понижена до 0,4-0,8 м/с.

В устройстве для магнитной сепарации (магнитном сепараторе), содержащем установленный с возможностью вращения немагнитный барабан, расположенную в нем магнитную систему, ванну, дополнительную магнитную систему из постоянных магнитов, приемники для немагнитного и магнитного продуктов, а также противоточное и прямоточное загрузочные устройства, последние расположены с двух сторон относительно барабана сепаратора, причем, кроме того, магнитная система внутри немагнитного барабана имеет угол охвата 180-240 град, в зависимости от высоты расположения загрузочной коробки, выполненной по прямоточному принципу, и имеет максимальную величину при верхней подаче питания на барабан.

Такое выполнение способа магнитной сепарации и устройства для его осуществления позволяет более эффективно организовать процесс сепарации в случае, когда в питание операции подают два и более технологических помпродукта, отличающихся по своему составу, предварительно объединяемых (смешиваемых) в существующей практике.

Способ магнитной сепарации заключается в следующем.

Пульпообразные технологические продукты, требующие магнитной сепарации подводят к сепаратору с двух сторон таким образом, что более богатый продукт подают посредством прямоточной загрузки, либо сверху непосредственно на поверхность барабана, в то время как более бедный продукт подают посредством противоточнои загрузки.

Подача более богатого питания в рабочую зону сепаратора на прямоточном участке производится в условиях пониженной напряженности магнитного поля, что снижает скорость флоккулообразования и способствует лучшей очистке материала. Пульпа с немагнитным (нерудным) материалом движется к разгрузке немагнитного продукта.

Подача более бедного питания в рабочую зону сепаратора на противоточном участке снижает вероятность захвата нерудных частиц в магнитный продукт за счет уменьшения концентрации в питании сильномагнитных частиц, что, в свою очередь, снижает скорость флоккулообразования. Кроме того, пульпа при попадании в ванну встречается с поверхностью барабана, уже покрытой слоем сильномагнитного материала, извлеченного на нее в зоне прямоточной загрузки. При этом имеет место снижение напряженности магнитного поля в рабочем пространстве противоточной зоны сепаратора (эффект экранирования), что также приводит к снижению скорости флокулообразования. Таким образом, достигается значительное уменьшение отрицательного влияния лавинообразного флоккулообразования, характерного для известного способа противоточной загрузки.

Кроме прочего захват нерудных частиц в магнитный продукт может быть снижен за счет уменьшения скорости вращения барабана.

Применение однополюсного (без чередования полярности) участка магнитной системы устраняет переворачивание магнитных прядей в момент транспортирования, что позволит избежать отрыва магнитных частиц от барабана при верхней загрузке питания непосредственно на барабан и попадания их в хвосты.

Устройство для магнитной сепарации (магнитный сепаратор) включает в себя установленный с возможностью вращения немагнитный барабан 1, расположенную в нем магнитную систему 2, ванну 3, противоточное загрузочное приспособление 4, прямоточное загрузочное приспособление 5, дополнительную магнитную систему из постоянных магнитов 6, а также приемники для немагнитного 7 и магнитного продуктов 8. Элементы устройства приведены на схемах Фиг.2.

Предлагаемый магнитный сепаратор работает следующим образом.

В рабочую зону прямоточного участка из прямоточного загрузочного приспособления (коробки) 5 подается пульпа. Под действием магнитных сил происходит извлечение магнитных частиц на поверхность немагнитного барабана 1, вращающегося по ходу подаваемого потока питания. Пульпа с остатками неизвлеченного магнитного материала, огибая барабан 1, движется к разгрузке немагнитного продукта в нижней части ванны 3, подвергаясь действию магнитного поля дополнительной магнитной системы 6, попадая в секторе разгрузки немагнитного продукта в зону действия основной магнитной системы 2. Немагнитные частицы пустой породы разгружаются через разгрузочные отверстия внизу ванны 7, а более мелкие и легкие частицы пустой породы удаляются из ванны через сливной порог вместе с основным объемом воды.

В рабочую зону противоточного участка через патрубки из противоточного загрузочного приспособления (коробки) 4 подается пульпа. Под действием магнитных сил происходит извлечение магнитных частиц на поверхность немагнитного барабана 1, вращающегося навстречу питающему потоку. Пульпа с остатками неизвлеченного магнитного материала движется к разгрузке немагнитного продукта 7. При прохождении более длительного пути по рабочей зоне сепаратора навстречу вращающемуся барабану 1, подвергаясь действию магнитного поля, не извлеченные в начале противоточной зоны магнитные частицы извлекаются на поверхность барабана 1. При этом более крупные и тяжелые частицы пустой породы разгружаются через разгрузочные отверстия внизу ванны 7, а более мелкие и легкие частицы пустой породы, взвешенные в потоке воды, удаляются из ванны, переливаясь через сливной порог.

Магнитный продукт выносится вращающимся барабаном 1 из зоны действия магнитных сил и разгружается в приемник для концентрата 8.

Таким образом, использование предлагаемого способа магнитной сепарации и устройства для его осуществления позволяет снизить вовлечение нерудного материала (частиц раскрытой пустой породы) в магнитный продукт, тем самым повысить чистоту получаемого магнитного продукта. Кроме того, использование предлагаемого устройства для магнитной сепарации позволяет упростить компоновочные решение подвода питания сепарации, представленного различными технологическими продуктами, например, подвод с одной стороны продукта измельчения в мельнице, с другой стороны - продукта классификации (песков гидроциклонов). Подвод этих продуктов с разных сторон устраняет необходимость объединять эти составляющие питания операции в одной сборной емкости (пульподелителе). Последнее обстоятельство значительно упрощает компоновочные решения при расположении оборудования, так как позволяет для подвода питания использовать более короткие транспортирующие желоба (трубы). При этом в условиях имеющегося перепада высот между сопрягаемым оборудованием применение более коротких желобов позволяет иметь более крутой уклон транспортирующих желобов. Как известно, применение длинных желобов с малым уклоном чревато осаждением тяжелых частиц и трудностями транспортирования материала.

Информация, принятая во внимание при составлении заявки:

1. Справочник по обогащению руд. Основные процессы. / Под ред. О.С.Богданова. 2-е изд. М.: Недра, 1983, с.173.

2. С.Э.Фридман, O.K.Щербаков. Обогащение полезных ископаемых. - М.: Недра, 1985. С.91-92.

3. И.М.Келина. Обогащение руд. - М.: Недра, 1979. С.152-154.

4. Остапенко П.Е. Теория и практика обогащения магнетитовых руд. - М.: Недра, 1985. - с.173, с.84-87, с.106.

5. Николаенко В.П., Повышение качества концентратов на железорудных обогатительных фабриках - в сб. Обогащение руд черных металлов. / Под ред. Г.В.Губина. Выпуск 7. М.: Недра, 1978, с.69.

1. Способ магнитной сепарации, включающий подачу пульпы в рабочую зону - пространство между дном ванны и вращающимся немагнитным барабаном с размещенной внутри магнитной системой из постоянных магнитов, отличающийся тем, что, с целью повышения чистоты продукта посредством раздельной обработки двух различных составляющих питания, питание сепаратора, представленное двумя потоками технологических промпродуктов различного качества, подают в рабочую зону сепаратора дифференцированно с двух сторон, причем материал (питание) с пониженным содержанием железа подают навстречу вращению барабана в то время, как материал (питание), с повышенным содержанием железа подают по направлению вращения барабана.

2. Способ магнитной сепарации по п.1, отличающийся тем, что материал (питание) с повышенным содержанием железа подвергают разделению в магнитном поле, причем напряженность понижена до 10-70 кА/м.

3. Способ магнитной сепарации по п.1, отличающийся тем, что дополнительную зону разделения устанавливают так, что магнитная система из постоянных магнитов охватывает сектор барабана 240-270°, при этом подачу материала (питания) с более высоким содержанием железа производят сверху непосредственно на поверхность барабана.

4. Способ магнитной сепарации по п.3, отличающийся тем, что материал (питание) с повышенным содержанием железа разделяют по ходу движения барабана в магнитном поле без чередования полярности.

5. Способ магнитной сепарации по п.1, отличающийся тем, что линейную скорость барабана снижают до 0,4-0,8 м/с.

6. Магнитный сепаратор, включающий установленный с возможностью вращения немагнитный барабан, расположенную в нем магнитную систему, ванну, а также приемники для немагнитного и магнитного продуктов, отличающийся тем, что имеется два загрузочных приспособления: противоточное загрузочное приспособление и прямоточное загрузочное приспособление.

7. Магнитный сепаратор по п.6, отличающийся тем, что имеется дополнительная магнитная система из постоянных магнитов, причем последняя расположена внутри барабана и покрывает зону от прямоточного загрузочного приспособления до зоны разгрузки немагнитного продукта внизу ванны.

8. Магнитный сепаратор по п.7, отличающийся тем, что дополнительная магнитная система из постоянных магнитов в зоне подачи и обработки материала (питания) с повышенным содержанием железа выполнена из постоянных магнитов, причем напряженность магнитного поля понижена до 10-70 кА/м.

9. Магнитный сепаратор по п.7, отличающийся тем, что магнитная система из постоянных магнитов охватывает сектор барабана 240-270°, причем загрузочное устройство для питания с более высоким содержанием железа располагается сверху непосредственно над поверхностью барабана.

10. Магнитный сепаратор по п.9, отличающийся тем, что дополнительная магнитная система на прямоточном участке выполнена однополюсной (без чередования полюсов по ходу движения барабана).

11. Магнитный сепаратор по п.9, отличающийся тем, что дополнительная магнитная система на прямоточном участке выполнена многополюсной - с чередованием полюсов по ходу движения барабана, причем шаг полюсов находится в пределах 5-50 мм.